Ke Arah Teknologi Hijau : Aplikasi Bendalir Genting Lampau

Dari kiri: Azmi Mohamed, Stephen Cummings and Masanobu Sagisaka (Hirosaki University), Saintis Instrumen Dr Sarah Rogers (ISIS), bersama instrumen sel tekanan CO₂ (Sumber – STFC)

Oleh : Azmi Mohamed

Pensyarah Jabatan Kimia,

Universiti Pendidikan Sultan Idris (UPSI)

Pada masa kini, pembangunan ekonomi dunia menyaksikan impak yang besar khususnya terhadap alam sekitar. Isu pemanasan global sering menjadi topik perbincangan utama di kalangan pemimpin dunia. Sehingga kini gas karbon dioksida telah dikenalpasti menjadi salah satu penyumbang utama kepada pemanasan global. Berdasarkan statistik menunjukkan jumlah penghasilan gas karbon dioksida pada 2007 dianggarkan 29 juta tan metrik di mana Malaysia berada di kedudukan ke-26 (0.66%) daripada 215 negara di dunia. Atas kesedaran dan tanggungjawab bersama masyarakat dunia, Sidang Kemuncak Perubahan Iklim Copenhagen 2009, hampir 110 pemimpin dunia termasuk Malaysia sepakat bersetuju untuk bekerjasama mengurangkan penghasilkan gas karbon dioksida ini. Persoalannya, apakah langkah terbaik dalam mengurangkan penghasilan gas karbon dioksida ini? Adakah hanya cukup melalui saranan kerajaan atau kempen disiarkan di media cetak dan elektronik? Bagaimana pula emisi atau pembebasan gas karbon dioksida yang terbebas ratusan tahun sehingga saat ini?

Jika dilihat dari sudut sains, gas karbon dioksida sekiranya dipanaskan sehingga suhu 31°C dan tekanan 73 bar akan berubah fasa kepada fasa yang dipanggil bendalir genting lampau (Supercritical Fluid). Pada fasa ini, fasa cecair dan gas karbon dioksida tidak dapat dibezakan lagi. Sejak 1950-an lagi, saintis telah membuktikan selain bersifat lengai, boleh dikitarsemula dan tidak toksik, bendalir genting lampau karbon dioksida memiliki ciri pelarut yang unik kerana sifat-sifat fiziknya termasuk kelikatan, ketumpatan dapat dilaraskan mengikut suhu dan tekanan. Maka tidak hairanlah bendalir genting lampau karbon dioksida telah banyak di aplikasikan dalam sektor industri termasuk pengekstrakan teh dan kopi, industri mikroelektronik dan pengestrakan petroleum.

Pernahkah anda bayangkan, sekiranya 195 ribu tan metrik gas karbon dioksida yang terhasil di Malaysia pada 2007 dapat ditukarkan kepada bendalir genting lampau, ia mampu memenuhi Menara Berkembar Petronas sebanyak 25 kali seminggu atau 3 kali sehari. Berdasarkan analogi ini, seharusnya menyedarkan kita bahawa penggunaan karbon dioksida sebagai pelarut sememangnya banyak memberi kelebihan khususnya dari aspek kos bahan mentah. Pada masa kini, industri petroleum di Amerika Syarikat dan Kanada menggunakan pelarut genting lampau karbon dioksida bagi mengekstrak sumber bahan api tersebut dari telaga minyak. Kaedah pengekstrakan ini diguna pakai kerana lebih efisyen dan dapat di kitar semula.

Selaras dengan seruan pemimpin dunia dalam mengurangkan kadar pengeluaran karbon dioksida, satu kumpulan penyelidik antarabangsa telah berjaya menemui kaedah terbaru untuk menggunakan pelarut karbon dioksida dengan lebih efisyen dan mesra alam dalam industri pengekstrakan petroleum. Pembangunan penyelidikan ini terhasil melalui kolaborasi antara beberapa penyelidik termasuk saudara Azmi Mohamed, iaitu pensyarah Jabatan Kimia, Universiti Pendidikan Sultan Idris yang kini pelajar tahun akhir Doktor Falsafah Universiti of Bristol, Profesor Julian Eastoe (University of Bristol, UK), Professor Robert Enick (University of Pittsburgh, USA), Dr Masanobu Sagisaka (Hirosaki University, Japan) dan ISIS Neutron Source (Science and Technology Facilites, STFC-UK).

Melalui penyelidikan yang di jalankan, sejenis bahan tambah dikenali sebagai surfaktan berjaya di bangunkan bagi meningkatkan prestasi karbon dioksida bendalir genting lampau dalam industri pengestrakan petroleum. Surfaktan yang diberi nama TC14 berjaya membentuk struktur misel bersaiz nano di dalam karbon dioksida dan seterusnya mampu menambahkan kelikatan pelarut tersebut. Pencirian ini telah berjaya dibuktikan menggunakan instrumen neutron turut dikenal sebagai ‘super mikroskop’ yang mampu memperincikan saiz molekul pada skala yang sangat kecil. Penyelidikan yang di hasilkan bertajuk ‘Universal Surfactant for Water, Oils and CO₂’ berjaya di terbitkan di jurnal Langmuir baru-baru ini. Data kajian ini merupakan penerbitan yang pertama dihasilkan dari salah satu 7 instrumen neutron yang baru dibangunkan di United Kingdom pada hujung tahun 2010 oleh Science Technology Facility Council, (STFC-UK) yang menelan belanja sebanyak £145 juta. Kajian ini turut mendapat pujian dan perhatian Menteri Sains dan Universiti dan Ahli Parlimen United Kingdom, David Willetts.

Menurut David Willetts;

”This shows what science can do for the environment. It’s why Government has protected the science budget. In particular it shows how financing core science facilities can lead to many diffent projects with valuable application” ( David Willetts – press release 23 November 2010)

Apa yang menarik di sini membuktikan kerjasama yang utuh di kalangan penyelidik negara maju termasuk Amerika Syarikat, United Kingdom, Jepun dan juga Malaysia membuka ruang yang lebih meluas ke arah pengurangan karbon dioksida melalui penggunaannya sebagai pelarut dalam sektor industri. Topik kajian ini turut membantu Azmi terpilih untuk membentangkan kertas kerja beliau di Persidangan American Chemical Society di Anaheim, California Amerika Syarikat pada Mac 2011. Melalui hasil penyelidikan dan pengalaman yang di perolehi oleh beliau, memberikan prospek yang signifikan terhadap penggunaan karbon dioksida sebagai pelarut khususnya pengestrakan petroleum di Malaysia.

Rujukan
1. http://www.stfc.ac.uk/News+and+Events/20299.aspx

2. http://www.bristol.ac.uk/news/2010/7339.html

3. Mohamed, A., Trickett, K., Chin, S.Y, Cummings, S., Sagisaka, M., Hudson, L., Nave, S., Dyer, R., Rogers, S. E., Heenan, R.K., Eastoe, J. Universal Surfactant for Water, Oils and CO2 Langmuir 2010, 26, 13861–13866.

4. Trickett, K.; Xing, D.; Eastoe, J.; Enick, R.; Mohamed, A.; Hollamby, M. J.; Cummings, S.; Rogers, S. E.; Heenan, R. K. Hydrocarbon Metallosurfactants for CO2 Langmuir 2010, 26, 4732–4737

5. Hollamby, M. J.; Trickett, K.; Mohamed, A.; Cummings, S.; Tabor, R. F.; Myakonkaya, O.; Gold, S.; Rogers, S.; Heenan, R. K.; Eastoe, J. Tri-Chain Hydrocarbon Surfactants as Designed Micellar Modifiers for Supercritical CO2, Angewandte Chemie International Edition 2009, 48, 4993-4995.

Catatan :// Penulis kini sedang melanjutkan pengajian di peringkat PhD di University of Bristol United Kingdom

Berikan Komen Anda Di Sini